【课件】1-3 车联网技术应用的认知

车联网技术与应用能力模块一对车联网技术的基本认知任务三了解车联网技术的应用导入通过前两小节的学习，我们了解了车联网技术的技术方面的知识，还了解了它的发展过程，作为智能网联相关的学习或从业人员，对知识初步认知的“学而所用”非常重要，今天我们将会进行应用方面的学习，看看车联网技术在我们日常生活中会扮演什么角色。新授Newteaching1目录一、车联网应用领域二、车联网技术应用需求三、车联网应用项目一、车联网应用领域（一）行驶安全应用

行驶安全应用是一系列主动安全辅助手段，为驾驶人提供安全信息通告、车辆碰撞警告和安全驾驶辅助等主动安全新服务，比如：010203车辆碰撞警告应用提供综合车-车通信和车载传感器信息；安全信息通告向驾驶人提供行驶中可能出现的危险信息；安全驾驶辅助应用主要通过车辆的相互协作来辅助驾驶人操作车辆。一、车联网应用领域（一）行驶安全应用1.安全信息通告应用车辆通过车-车通信交换位置信息，以及综合车载前向、侧向、后向传感器信息，来判断车辆与周围车辆发生碰撞的可能。当判断出车辆可能与周围车辆发生碰撞，安全信息通告会发出警告，以便驾驶人采取相应措施避免碰撞发生。一、车联网应用领域

车辆通过车-车通信交换位置信息，以及综合车载前向、侧向、后向传感器信息，来判断车辆与周围车辆发生碰撞的可能并发出警告；（一）行驶安全应用2.车辆碰撞警告

当检测到有碰撞风险时便驾驶人发出警告并采取相应措施避免碰撞发生。一、车联网应用领域

行驶车辆通过与周围车辆通信协作来实现安全驾驶。驾驶人在发出行车意图后，本车将向周围车辆发出相关信息，周围车辆收到信息后配合本车操作。3.安全驾驶辅助（ADAS）（一）行驶安全应用一、车联网应用领域（二）交通管理应用

1.交通管理

利用车联网向驾驶人发布交通管理通告和道路信息，能够提升交通管理能力。一、车联网应用领域（二）交通管理应用

2.交通效率应用

利用车联网能够提高车辆行驶效率，缓解交通拥堵。车载终端根据交通指示灯状态、距离和通行剩余时间，向驾驶人推荐最佳路口和通过速度，以节省路口通过时间；通过车联网协同，普通车辆可以行驶在空闲的公交专用车道，提高道路利用效率；此外，还有已经部署的不停车收费系统等。一、车联网应用领域（三）车载服务应用

1.本地信息服务

本地信息服务为一种典型位置服务；如车间短消息交互提醒服务，行车过程中兴趣点（餐馆、商店、加油站、停车场等）信息获取，停车场位置和维修店预约服务等。一、车联网应用领域（三）车载服务应用

2.互联网信息服务

车载终端通过车-车通信或车-路通信实现互联网接入，享受互联网服务。

车辆通过车联网接入互联网，实现远程下载、更新车载导航地图和车载系统的软件。此外，还能实现个人数据同步、热点、被盗车辆快速追回等服务。二、车联网技术应用需求

行驶安全应用通常和交通参与者的生命安全密切相关，因此行驶安全应用对车联网通信提出了严苛的要求。1.行驶安全应用需求分析

交通管理应用主要依赖路边设施向车辆发送交通管理信息或提供行驶路线建议等。与行安全应用相比，对消息的发送频率和延迟要求较低。2.交通管理应用需求分析

车载服务应用主要由用户发起，通常为单对单的服务，对消息的发送频率和延迟要求最低。3.车载服务应用需求分析二、车联网技术应用需求（一）行驶安全应用需求分析行驶安全应用通信与网络特点通信方式通信类型最低频率/最大延迟行驶安全信息应用交通参与者警告紧急车辆警告固定周期V2V/V2I10Hz/100ms故障车辆警告事件触发V2V/V2I10Hz/100ms慢车警告固定周期V2V/V2I2Hz/100ms摩托车警告固定周期V2V/V2I2Hz/100ms行人警告固定周期V2V/V2I1Hz/100ms静止车辆固定周期V2V/V2I10Hz/100ms发生事故警告固定周期V2V/V2I10Hz/100ms路面动态交通信息紧急制动警告事件触发V2V10Hz/100ms逆向行驶警告事件触发V2V10Hz/100ms发声闯红灯警告事件触发V2V10Hz/100ms道路状况信息路面危害警告事件触发I2V1Hz/100ms道路维修警告固定周期I2V2Hz/100ms弯道警告固定周期I2V1Hz/1s限高警告固定周期I2V1Hz/1s二、车联网技术应用需求（一）行驶安全应用需求分析行驶安全应用通信与网络特点通信方式通信类型最低频率/最大延迟车辆碰撞警告应用碰撞警告前向碰撞警告固定周期V2V10Hz/100ms路口碰撞警告固定周期V2V10Hz/100ms追尾碰撞警告固定周期V2V10Hz/100ms碰撞检测与避免固定周期V2V50Hz/20ms安全驾驶辅助应用驾驶辅助左转辅助车主发起V2V10Hz/100ms右转辅助车主发起V2V10Hz/100ms换道辅助车主发起V2V10Hz/100ms超车辅助车主发起V2V10Hz/100ms盲区警告固定周期V2V10Hz/100ms闯红灯预警事件触发I2V10Hz/100ms低能见度驾驶固定周期V2V10Hz/100ms协同大灯切换事件触发V2V2Hz/100ms紧急求救紧急求救事件触发V2V/V2I1Hz/1s二、车联网技术应用需求

当车辆突然制动时会产生一个事件触发消息，并广播该消息以表明车辆正在紧急制动。

周围车辆接收到消息后，辨别该事件是否与自身相关，它们可以忽略后方、前方较远或相反方向行驶车辆的警告。

如果车辆接收不到紧急制动消息，驾驶人将只对可见制动车辆做出默认行为反应。所以在紧急制动警告应用中，要求车辆始终保持可靠通信。紧急制动警告可靠通信的距离大于200m。（一）行驶安全应用需求分析二、车联网技术应用需求（二）交通管理应用需求分析交通管理应用通信与网络特点通信方式通信类型最低频率/最大延迟交通管理交通管制固定周期I2V1Hz/500ms限速通知固定周期I2V1Hz/500ms拥堵信息固定周期I2V1Hz/500ms车流量统计事件触发I2V1Hz/1s车内路标固定周期I2V1Hz/500ms交叉路口管理固定周期I2V1Hz/500ms交通效率动态导航固定周期I2V1Hz/500ms不停车收费事件触发I2V/V2I1Hz/200ms路口通行建议固定周期I2V2Hz/100ms协同巡航控制固定周期V2V2Hz/100ms高速公路自动行车固定周期V2V2Hz/100ms灵活公交车道固定周期V2V/I2V1Hz/500ms二、车联网技术应用需求（二）交通管理应用需求分析

其中，对于不停车收费分析，当装有ETC系统的车辆以较低车速接近收费站时会收到一个事件触发消息——路边设施发出的收费请求，车辆将行驶里程等信息返回给路边设施，并完成电子收费。

不停车收费应用是由路边设施发起的事件触发应用，要求车辆在短暂时间内完成电子收费操作，因此，通信的频率和时延要求较高，且车载终端要具备I2V/V2I双向通信功能。二、车联网技术应用需求（三）车载服务应用需求分析

车载服务应用主要由用户发起，通常为单对单的服务，对消息的发送频率和延迟要求最低。车载服务应用通信与网络特点通信方式通信类型最低频率/最大延迟本地信息服务停车场管理固定周期I2V1Hz/1s车间短消息事件触发V2V1Hz/1s远程故障诊断固定周期I2V1Hz/500ms车队管理固定周期V2I1Hz/1s被盗车辆警报固定周期V2I1Hz/1s互联网信息服务兴趣点服务固定周期I2V1Hz/1s电子商务车主发起/周期I2V/V2I1Hz/1s地图/软件下载车主发起/周期I2V/V2I1Hz/1s互联网访问车主发起/周期I2V/V2I1Hz/1s个人数据同步车主发起/周期I2V/V2I1Hz/1s二、车联网技术应用需求（三）车载服务应用需求分析

其中，以兴趣点服务分析为例，路边设施向周围区域周期广播本地加油站、餐馆和商店等信息，当车辆经过路边设施时，会收到兴趣点推送服务。

服务应用要求路边设施终端具有I2V通信功能，且通信的频率和时延要求较低，而车载终端需要有I2V接收能力，且在用户接受兴趣点服务后，可转入单对单的可靠通信服务。三、车联网应用项目（一）美国车联网应用项目

1.面向自动公路的交通安全研究

自动公路系统是利用专用车道上的磁钉用来引导车辆的行驶。理论上，自动公路系统可以减少驾驶人的失误，提高公路的通行能力，有助于节能减排。

自动公路系统研究巅峰之作是加州大学伯克利分校的PATH项目，该项目于1997年在加州15号州际公路7.6英里长的路段上，演示了20辆车的列队自动驾驶，全程没有驾驶人干预。

其基本概念是，路嵌式传感器可以与车载传感器进行通信，从而可以将驾驶人的手、脚从驾驶任务中解放出来，但驾驶人还是需要关注驾驶环境。三、车联网应用项目（一）美国车联网应用项目2.基于V2V通信的网联车安全研究

美国在车辆安全方面的研究主要集中于基于V2V通信的安全应用。通过邻近车辆之间的无线数据交换，为提高交通安全提供一个有效平台。V2V研究的愿景是

将来任何车辆都可以与其他车辆通信，为实现将来主动式交通安全应用奠定了坚实的基础。三、车联网应用项目（一）美国车联网应用项目3.基于V2I通信的网联车研究

基于V2I通信的安全应用主要是通过车-路间的无线数据交换，达到预防交通事故的目的。V2I研究的愿景是

预防V2V应用所不能解决的其他交通事故的发生。V2I通信研究旨在确保其在全国范围内的互操作性，以支持基础设施及车辆的部署，并推进可互操作的、有成本效益的基础设施部署。三、车联网应用项目（二）欧盟车联网应用项目 2002年4月，旨在协调欧洲所有车联网事宜的COMeSafety项目成立。在COMeSafety项目的推动下，主要组织开展了以下工作：4与ETSI和欧洲标准委员会（CEN）协调欧洲标准制定，协调欧洲车载通信频段分配3协调欧洲国家、日本、美国的车载通信标准的融合2推动车载通信研究1协调和巩固欧洲各国车载网络研究成果三、车联网应用项目（二）欧盟车联网应用项目1.CVIS项目CVIS主要在通信与网络、开发应用管理系统、定位与地图和协同监控4个方面开展了技术研究。CVIS的研究旨在结合多种通信媒介为车联网提供高连接性、高可靠性、高灵活度的无线通信，可实现车载单元和路边单元的远程管理。

三、车联网应用项目（二）欧盟车联网应用项目1.CVIS项目CVIS针对3个不同的应用场景（城市、城际公路、车队与物流管理）进行了应用开发与验证。以提高城市交通效率为目的，包括城市路网管理、路口交通控制和动态公交车道分配等。城市协同应用：包括货车停车场/装卸区预定与管理以及危险物品运输管理和车辆进出控制。车队与物流管理应用：提高城际公路上的交通安全、效率和环境友好性，包括驾驶人意识增强（EDA）和协同驾驶辅助（CTA)。向驾驶人及时提供路面信息和车内系统状况以增强行车安全；CTA向驾驶人提供道路拥塞状况和路径规划等辅助驾驶服务。城际公路协同应用：三、车联网应用项目（二）欧盟车联网应用项目2.SAFESPOT项目SAFESPOT项目是由菲亚特汽车（FIAT）联合欧洲12个国家的51家单位开展的协同系统研究项目。车联网与通信本地动态地图LocalDynamicMap.LDM)车辆相对定位和系统核心构架SAFESPOT对协同系统技术的研究：在车联网与通信方面：SAFESPOT与C2C-CC分析并实验验证以提供协作意识消息的协议。

CAM消息包含重要的动态参数，支持geocast和多跳传播，由车联网中的任意节点每500ms广播一次。三、车联网应用项目（二）欧盟车联网应用项目2.SAFESPOT项目SAFESPOT在安全应用中引入了安全边际助手（SafetyMarginAssistant，SMA）的概念。安全边际助手利用协同系统提供的信息与车载传感器的信息在不同的时间区向驾驶人发出不同的安全驾驶建议。安全边际将车辆碰撞前的时间分为舒适区安全区紧急区三、车联网应用项目3.COOPERS项目COOPERS是由奥地利技术研究院联合欧洲14个国家的39家单位开展的协同系统研究项目。技术场地测试COOPERS通信与网络技术路边单元/车载单元（RSU/OBU）设计人机界面设计（HMI）COOPERS结合DABDVB-H（用于远距离广播）GSM/GPRS.WiMax（用于中远距离通信）CALMIRM5（用于短距离通信）以满足不同的车载信息通信距离需求。（二）欧盟车联网应用项目三、车联网应用项目（三）日本车联网应用项目1.Smartway项目Smartway系统的车载单元集成VICSETC、导航和下一代道路服务系统为第二阶段智能交通系统建立通用车载平台。通信系统可通过5.8GHzDSRC和2.4GHz进行车车车路通信，实现车辆与多种终端的通信。三、车联网应用项目

目前ITSSpots的路边设施已在日本全境1600多个位置进行了部署。2.ITS-SAFETY20102008年4月，日本启动为期3年的ITSSAFETY2010项目，对智能交通系统进行大规模现场运行测试量化评估智能交通服务对减少交通事故的作用。

推动了日本智能交通系统商业化2011年开始日本开始部署ITSSpots(Smartway)和DSSS系统。。ITS-SAFETY2010项目：